5.2-细胞的能量“货币”-ATP-课件（新教材）人教版高中生物必修一.pptx

1、5 “银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关生物学问题。的点点流萤，思考有关生物学问题。1.萤火虫发光的生物学意义是什么？2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？相互传递信号，以便繁衍后代相互传递信号，以便繁衍后代萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质3.在萤火虫发光的过程中有能量转化吗？有，萤火虫腹部细胞内有一些

2、有机物中储存的有，萤火虫腹部细胞内有一些有机物中储存的化学能，只有在转变为光能时才能发光。化学能，只有在转变为光能时才能发光。萤火虫的发光原理萤火虫的发光原理能量能量荧光素酶荧光素酶氧气氧气荧光素荧光素激活的激活的荧光素荧光素氧化氧化荧光素荧光素发出发出暗处暗处葡萄糖溶液葡萄糖溶液ATPATP溶液溶液脂肪溶液脂肪溶液蒸馏水蒸馏水有荧光出现有荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现无荧光出现荧荧光光消消失失ABCD15min暗处暗处一、一、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质是驱动细胞生命活动的直接能源物质萤火虫发光的直接能源物质是萤火虫发光的直接能源物质是ATPATP。能能

3、源源来来源源直接能源物质直接能源物质主要能源物质主要能源物质生物体内良好的储能物质生物体内良好的储能物质动物细胞内的储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源最终能源来源ATPATP糖类（葡萄糖）糖类（葡萄糖）脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉 有机物（糖类、脂肪等）有机物（糖类、脂肪等）ATP ATP 生命活动的能量。生命活动的能量。ATPATP是是能能直接给细胞生命活动提供能量的物质，是驱动细胞生命活动的直接给细胞生命活动提供能量的物质，是驱动细胞生命活动的直接能源直接能源物质。物质。ATPATP能量；能量；ATPATP是直接能源是直接能源物质物质！太阳能太阳能

4、一、一、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质是驱动细胞生命活动的直接能源物质 NH2 C NN C CH CH C H O O O N N O H C O P O P O P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OH二、二、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物三个磷酸基团三个磷酸基团腺苷腺苷三磷酸腺苷三磷酸腺苷二、二、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物1 1、组成元素：、组成元素：C C、H H、O O、N N、P P2 2、化学组成：、化学组成：3 3分子磷酸基团分子磷酸基团+1+1分子腺苷分子腺苷3 3、结构简式：、结构简式：A-P P P

5、A-P P PA(A(腺苷腺苷)=)=腺嘌呤腺嘌呤+核糖核糖“-”普通磷酸键，普通磷酸键，“”为特殊化学键为特殊化学键“P P”为磷酸基团为磷酸基团二、二、ATP是一种高能磷酸化合物是一种高能磷酸化合物4.ATP4.ATP是高能磷酸化合物是高能磷酸化合物APPP这种化学键不稳定这种化学键不稳定两个相邻磷酸基团都两个相邻磷酸基团都带负电荷而相互排斥带负电荷而相互排斥末端磷酸基团末端磷酸基团有一种离开有一种离开ATPATP与其他分与其他分子结合的子结合的趋势趋势1molATP1molATP水解释放的能量高达水解释放的能量高达30.54kJ30.54kJ，ATPATP是一种高能磷酸化合物。是一种高能

6、磷酸化合物。ATPADP+Pi+能量能量酶酶三、三、ATP与与ADP可以相互转化可以相互转化 肌肉内肌肉内ATPATP含量约含量约2mg10mg2mg10mg，人体在安静状态时，人体在安静状态时，只能供肌肉收只能供肌肉收缩缩1 12s2s所需的能量所需的能量，一天在静止状态下所消耗的一天在静止状态下所消耗的ATPATP为为48kg48kg；在紧；在紧张活动的情况下，张活动的情况下，ATPATP的消耗可达的消耗可达0.5kg/min0.5kg/min。细胞内的细胞内的ATPATP含量少含量少,但生命活动却要消耗很多，但生命活动却要消耗很多，ATPATP和和ADPADP是时刻不停地快速转化，并且是

7、时刻不停地快速转化，并且处于动态平衡之中的处于动态平衡之中的。1 1、ATPATP和和ADPADP的转化过程的转化过程酶酶IIIIATPATP 酶酶I IADP+PiADP+Pi+能量能量2 2、ATPATP合成与合成与ATPATP水解的比较：水解的比较：反反 应应ATP ADP+PiATP ADP+Pi+能量能量ADP+PiADP+Pi+能量能量 ATPATP反应类型反应类型酶的类型酶的类型场所场所能量来源能量来源能量去向能量去向酶酶水解反应水解反应合成反应合成反应水解酶水解酶合成酶合成酶活细胞所有部位活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质线粒体、叶绿体、细胞质基质高能磷酸键高能磷酸键有机

8、物中的化学能、光能有机物中的化学能、光能用于各项生命活动用于各项生命活动储存于高能磷酸键中储存于高能磷酸键中结论结论：物质是可逆的，反应、能量是不可逆的物质是可逆的，反应、能量是不可逆的 三、三、ATP与与ADP可以相互转化可以相互转化四、四、ATP的利用的利用细胞中细胞中绝大数绝大数需能的生命活动都是由需能的生命活动都是由直接直接提供能量的（还有提供能量的（还有GTPGTP、UTPUTP、CTPCTP和和dATPdATP、dGTPdGTP、dTTPdTTP、dCTPdCTP等）。等）。ATPATP水解释放的能量直接水解释放的能量直接用于主动运输用于主动运输 （渗透能）、生物放电（电能）发光（

9、光能）、肌细（渗透能）、生物放电（电能）发光（光能）、肌细胞收缩（机械能）、细胞内各种吸能反应（化学能）、大脑思考胞收缩（机械能）、细胞内各种吸能反应（化学能）、大脑思考（电能）。（电能）。四、四、ATP的利用的利用1.1.参与参与CaCa2+2+主动运输的主动运输的载载体蛋白体蛋白是一种能是一种能催化催化ATPATP水水解的酶解的酶。当膜内侧的。当膜内侧的CaCa2+2+与其相应位点结合时，其与其相应位点结合时，其酶活性就被激活酶活性就被激活了。了。2.2.在载体蛋白这种酶的作用在载体蛋白这种酶的作用下，下，ATPATP分子的末端磷酸基分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，团脱离下来与载

10、体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移这一过程伴随着能量的转移，这就是这就是载体蛋白的磷酸化载体蛋白的磷酸化。3.3.载体蛋白的磷酸化导致载体蛋白的磷酸化导致其其空间结构发生变化空间结构发生变化，使，使CaCa2+2+的结合位点转向膜外侧，的结合位点转向膜外侧，将将CaCa2+2+释放到膜外。释放到膜外。呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）释放能量释放能量(反应反应)合成合成水解水解为生命活动提供能量为生命活动提供能量(吸能吸能反应反应)ATP五、五、ATPATP是细胞内流通能量的是细胞内流通能量的“货币货币”1 1、吸能反应、吸能反应细胞内细胞内需要吸收能量需要吸收能量的化

11、学反应的化学反应。能量能量来自来自ATPATP的水解的水解，比如蛋白质，比如蛋白质的合成。的合成。许多吸能反应与许多吸能反应与ATPATP水解反应水解反应相联系，由相联系，由ATPATP水解水解提供能量。提供能量。2 2、放能反应、放能反应细胞内细胞内释放能量释放能量的化学反应的化学反应。能量能量用于用于ATPATP的合成的合成，比如葡萄糖的氧，比如葡萄糖的氧化分解。化分解。许多放能反应与许多放能反应与ATPATP合成反应合成反应相联系，释放的能量相联系，释放的能量储存在储存在ATPATP中中，用来，用来为吸能反应直接供能。为吸能反应直接供能。能量通过能量通过ATPATP分子在分子在吸能反应吸

12、能反应与与放能反应放能反应中流通，所以把中流通，所以把ATPATP比喻为细比喻为细胞的胞的能量能量“货币货币”。五、五、ATPATP是细胞内流通能量的是细胞内流通能量的“货币货币”ATPATP荧光检测仪基于萤火虫发光原理，荧光检测仪基于萤火虫发光原理，利用利用“荧光素酶荧光素酶荧光素体系荧光素体系”快速快速检测三磷酸腺苷（检测三磷酸腺苷（ATPATP）。由于所有生）。由于所有生物活细胞中含有恒量的物活细胞中含有恒量的ATPATP，所以，所以ATPATP含量可以清晰地表明样品中含量可以清晰地表明样品中(食品、药食品、药品、水体等品、水体等)微生物与其他生物残余的微生物与其他生物残余的多少，用于判

13、断卫生状况。多少，用于判断卫生状况。荧光素荧光素+ATP氧化荧光素氧化荧光素(发出荧光发出荧光)荧光素酶荧光素酶O O2 2荧光强度越强荧光强度越强ATP含量越多含量越多微生物数量越多微生物数量越多ATP荧光检测仪【适应症适应症】用于用于进行性肌萎缩进行性肌萎缩、脑出血后遗症脑出血后遗症、心功能不全心功能不全等的辅助治疗。等的辅助治疗。【药物原理药物原理】当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，当体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成反应等需要能量时，三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（ATPATP）即分解成二磷酸腺苷及磷酸基，同时）即分解成二磷酸腺苷及磷酸基，同时出能量出能量。释放释放

14、将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素将荧光素酶基因导入植物体内，再用荧光素溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。溶液浇灌植物，使转基因植物在黑暗中发光。1、下面关于下面关于ATP的叙述，错误的是（的叙述，错误的是（）A.细胞质和细胞核中都有细胞质和细胞核中都有ATP的分布的分布B.ATP合成所需的能量由磷酸提供合成所需的能量由磷酸提供C.ATP可以水解为可以水解为ADP和磷酸和磷酸D.正常细胞中正常细胞中ATP与与ADP的比值相对稳定的比值相对稳定B B2、离子泵是一种具有离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开输物质时离不开AT

15、P的水解。下列叙述正确的是（的水解。下列叙述正确的是（）A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率C C3、有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A-PPP或dA-PPP）。回答下列问题：（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的 _（填“”“”或“”）位上。（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的 _（填“”“”或“”）位上。